防砂讲座(吴承浩)

2、用途： 3、和易熔塞/高 低压导向装 置配套用；
弹簧
阀体阀兰 阀门
高压释放装置
低压释放装置
和生产管线连接
高低压导向装置
（HIGH LOW PILOT）
电 缆 穿 透 器
压紧螺丝
动力电缆
承托体
塑料压板
密封胶皮
塑料垫板
“o” 密封
采油树本体
12、根据完井方式，优选防砂工具和完井工具 (防砂工具、封隔器、安全阀、滑套以及和其配套的各种附件）
防砂工具的操作难易度/可靠性、有关工具的压力/温度级别、最小
内径/最大外径、坐封/解封方式、操作难易度/可靠性、防腐性，等； 13、优选机采方式（如果采用机采的话）
对渤海湾油田，可能的机采方式有：
1）电潜泵：对砂敏感、若井下原油黏度＞400cp，要慎用 2）螺杆泵：大斜度井、井口距离过小的平台、深井、大排量井不
极粗砂
筛目号（美国目）
粗纱
1
3 7 10 23 35 15 3 3 100 砂参数 D40 D50
1 4 11 21 44 79 94
97
100
均匀砂： C＜3
非均匀砂：C＞5
0.0074” 0.0066”
D90
C
0.0039”
1.90
砂粒度直径（IN）
极不均匀砂： C＜10
推荐的市售砾石图版
市售砾石主要参数
同位素接头
震击器
安全接头
压力传递接头
封隔器
负压阀
不锈钢传递管
吸震器
释放接头
点火头
负压阀
点火头 射孔枪
射孔枪总成
最大负压值，psi
负 压 值 选 择 曲 线
最大负压值，psi
10、优选油管尺寸
● 若是自喷井生产，要特别注意油管尺寸的选择（计算机 优选、用图表优选），油管直径的大小将直接影响油井的 自喷期（很敏感） ● 电潜泵井对油管尺寸不很敏感
14、声波/密度测井 15、砂岩粒度中值的选择
B、采油工艺知识
1、设计合理的生产管柱结构 2、一般的增产措施及相应的工具 3、一般的测试工具（仪器） 4、一般投堵/打捞 5、油层保护知识 6、机械采油知识
C、机械知识
1、机械常识/基本绘图知识 2、液压原理和基本计算知识 3、作业管柱/井下工具受力分析
5）穿深（mm）：首先要保证穿透污染带之后，还有一定的穿深
应以油层部位的最 大扩眼直径为准
水泥环 可能的污染带 套管 射孔枪
枪外径
套管内径
水泥环外径
水泥环厚度
实际打靶穿深 L2 套管壁厚
资料设计穿深 L1
水泥靶
100mm
外壳，2～2.5mm 低碳钢 混凝土: 2:1:0.5(质量比) 干砂:水泥:水 注: 1) 养护 ≥28天
11、优选采油树 压力级别、防腐级别、主通径尺寸、单/双翼、阀门型式、 主法兰尺寸、钢丝绳切割阀、地面安全阀、最大外型尺寸、某些 特殊接口尺寸（含：井口安全阀/控制管线/穿透器--BIW、自制 穿透器，等）；
1.
地面安全阀
采 油 树 电缆穿透器
采ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2. 油 管 头
油 树
3. 套 馆 头
注: 本井无钢 丝切割阀!
★ 另外，膨胀式防砂筛管技术，由于它独特的设计原理、施工工艺
和近似裸眼完井的优点，现场使用效果正在逐渐显示出它的优势，它 将来很可能成为一种有竞争力的防砂完井技术。
★ 目前海上油田已很少使用STRAT PACK防砂完井技术。用得最多的是
“DUAL TRIP”（两趟管柱，多层防砂）技术和“ONE TRIP”（一 趟管柱，多层防砂）技术； ★ 膨胀式防砂筛管技术在南海油田有少量试用，并获得了较好的防 砂效果。
2) 抗压强度≥3500psi 3) 标准强度＝5000psi 4) ±5% per ± 1000psi
套管(L80)
诺模图
待射孔地层的实际穿深（in） 待射孔地层抗压强度 （psi） 导向线 贝岩靶的实际打靶穿深 （in）
贝岩靶孔 隙度
6）相位选择
若射孔相位选择不合适，将会对套管的强度和产量产生影响。
适宜用
3）电潜螺杆泵：现在正处于试验阶段，看来效果不错 4）气举：受气源影响（是否有高压天然气？平台上很难另设氮气
制造设备）黏度过高的稠油井不适用
14、优化生产管柱设计 ● 满足正常安全生产要求 ● 满足生产测试和有关增产措施要求 ● 便于今后修井，结构越简单越好； 注：绝不是越复杂越好！
15、优选地面（作业）设备 主要根据完井方式、作业负荷、所需场地面积、安全
成成分、粘土的类型和其相对含量、有代表性的油层砂的粒度中
值d50和均匀性（d40/d90）、岩心的五敏性数据。
2）流体性质 包括原油的密度、粘度和凝固点、天然气的组成成分、 CO2分
压值、H2S含量和地层水性质。
3）油气层特性 油气层渗透率和层间渗透率差异、油气层压力和层间压力差 异、油层温度以及油气层的底水和边水情况 4、细化油藏地质资料 一般情况下，设计人员在掌握了上述地质资料的基础上，再 参考钻井时的测井资料、钻井液体系配方、邻近井或邻近类似油 田的防砂完井经验、权衡主次矛盾、经济效益和社会效益后，即 可获得比较满意的防砂完井方式选择。
设施和经济效益而定；
QK18-1-1井完井管柱（7层）---因-插入进去的密封件起不出来，为了下ESP，已将管柱切断。
639m
b、详细设计和汇报审批阶段
在完成了对ODP报告详细的细化、优化工作之后，根据现场的实 际情况，写出类似于汇报、介绍式性质的“详细或基本（方案）设计。 这种详细或基本（方案）设计既不同于只讲大原则、粗线条、总体概 括式的“ODP”报告，也不同于面面具到的现场“施工设计”。 详细或基本设计（方案）主要内容应包括： 1）前言 2）确定是用钻井船完井还是用生产平台完井 3）选定的完井方式
5、完井液体系配方设计/ 优选有关的化学药品
一般情况下此项工作应委托有关科研单位或大专院校，根据甲方
提供的全岩分析资料、五敏数据、流体性质和油气特性进行配方优选。 这里最关键的是，甲方的人员如何验收乙方所提供的配方的科学性， 以及如何在实践中来跟踪观察、分析这种配方的实际效果。
（实例：）
6、确定完井液过滤标准（需要过滤掉的固体颗粒直径大小） 由具有代表性的油层岩心的渗透率决定： DS＝1/3～1/7√ 平均渗透率 DS----- 微米； 平均渗透率----- md；
地面安全系统
易熔塞 易熔塞
易熔塞
易熔塞 高低压 导向 易熔塞
液面 控制 分 离 器
脱手器
油嘴 气动安全阀
气体外 输管线
油嘴 外输油管线
气源管线
气动快速 释放阀
多井控制盘
高低压导向 低压控制管线
紧急关断
井底安全阀
地面安全阀
阀杆 密封圈 来直空气控制管线的压力 压力缸
密封圈
1、工作原理：
活塞
限位螺丝
D、组织协调及相关能力
1、陆地/海上组织协调
2、外语知识 3、计算机知识（WORD、EXCEL、POWERPOINT）
4、其它相关知识和能力
三、防砂完井作业的基本设计程序和方法
（从细化ODP开始～交完井总结）
a、前期准备工作阶段
1、成立相应的组织机构，任命项目经理； 2、细化“ODP”报告资料，首先确定好完井方式； 3、收集有关地质资料 防砂完井作业之前，完井设计工程师首先必须认真收集、 整理、准备好以下油蒇地质资料： 1）岩心全分析及岩心五敏性资料 将有代表性的岩心委托有关权威部门进行全分析和五敏性实 验以便获得岩心具体的组成成分和相应的含量。特别是粘土的组
配合管柱说明 4）完井管柱（含防砂管柱和生产管柱）以及主要工具尺寸
5）射孔方式以及相应技术数据说明 6）完井液体系配方、基液过滤标准/浊度值要求
7）砾石/筛管尺寸的选择 （如果防砂的话）
8）机采方式（如果采用机采方式） 10）防喷器组合形式
11）采油树规格/性能
12）主要作业步骤 13）作业施工计划
8、确定射孔参数 （假如采用射孔完井的话）
1）枪直径： 7”套管-----9-5/8”套管-4-5/8”射孔枪 6.1”～7”射孔枪
2）炮弹药量（克）:不同的厂家，虽然同样的药量，但由于聚能罩
的形状和材料不同，穿深和孔径都不一样。因此，定 货时，不必指定药量，只提孔径和孔深要求； 3）孔密：防砂井一般取39孔/m（12孔/ft），原则上孔越密越好， 但要考虑套管的强度和经济性； 4）孔径（mm）：对防砂井，孔径越大越好。但同样药量的炮弹，孔 径大了，穿深必然浅。因此，要根据孔密、穿深和经济性 要求综合评价选取；
7、选择合适的砾石尺寸和相应生产筛管 一般选砾石直径为地层砂粒度中径的5～6倍。既： D50＝5～6×d50 D50≥2/3 筛管缝隙 式中： d50----地层砂中径，mm； D50 ---- 砾石直径，mm； d50的选择方法 （见图示）
注： 地层砂(d50)直径、砾石直径、筛管缝隙 砾石尺寸号之间的相互关系
不同孔密可以选择相同相位 相同孔密可以选择不同相位
1350/450 相位，15孔/ft
1800 2250 2700 3150 0 00 450 900 1350 1800
0 76.2
135/450相位
6in
153.4mm
228.6 12 304.8
(a)
1350/450相位，12孔/ft
1800 1800 2700 2400 3000 00 00 600 900 1200 1800 1800
15）主要安全措施（一般情况下可以不写。但若有严重安全隐患时必须写）
17）详细费用预算并和ODP费用比较
注：● 若对ODP报告大的方面有修改，必须有详细理由说明。 ● 如果油/气井具有明显或严重的腐蚀性介质存在，在选材